鄂爾多斯盆地北東部阿不亥鈾礦床控礦因素分析＊

胡立飛，王龍輝，曾林華

（核工業(yè)二〇八大隊，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

鄂爾多斯盆地北東部砂巖型鈾礦找礦近些年取得了顯著的效果，相繼落實了受區(qū)域古層間氧化帶前鋒線控制的皂火壕、納嶺溝和大營鈾礦床[1-2]，而阿不亥鈾礦床是針對“灰色殘留體”尋找鈾礦的一個新突破，即是鄂爾多斯盆地北東部鈾礦找礦的新發(fā)現(xiàn)，也擴(kuò)大了鄂爾多斯盆地北東部的找礦視野。因此，總結(jié)“灰色殘留體”成礦的控礦因素具有重要的理論和實際意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

阿不亥鈾礦床位于鄂爾多斯盆地北東部東勝地區(qū)，構(gòu)造上屬于伊陜單斜區(qū)的東勝—靖邊單斜，如圖1所示。

圖1 鄂爾多斯盆地東北部構(gòu)造分區(qū)圖

由于地殼的運動，造成了東勝—靖邊的隆起狀態(tài)，制高點在西北部地區(qū)，隆起的制高點沒有發(fā)現(xiàn)古生界。北高南低的狀態(tài)是印支運動早期造成的。東勝—靖邊的沉積起源于侏羅紀(jì)延安年代。侏羅紀(jì)延安組織和直羅河的穩(wěn)定流沙是穩(wěn)定的伊陜所造成的，形成了北向南的長期沉積。因此后期形成了豐富含量的鈾礦。

2 礦區(qū)地層

研究區(qū)主要含礦層位為直羅組（J2z），直羅組根據(jù)沉積古氣候特征可分為上（J2z2）、下（J2z1）2段，下段又可進(jìn)一步分為上亞段（J2z1-2）和下亞段（J2z1-1），下亞段辮狀河砂體發(fā)育，并存在穩(wěn)定的“泥-砂-泥”地層結(jié)構(gòu)，是區(qū)內(nèi)鈾礦化的主要富集層段，如圖2所示。

圖2 鄂爾多斯盆地北東部鉆孔綜合情況

3 鈾礦床特征

3.1 平面展布特征

阿不亥鈾礦床與鄂爾多斯盆地北東部其他區(qū)域古層間氧化帶前鋒線控礦的鈾礦床存在本質(zhì)的區(qū)別，主要表現(xiàn)為期氧化前鋒線呈環(huán)形分布?；疑珰埩趔w呈近南北向橢圓狀分布，過渡帶分布于其四周，具有環(huán)狀氧化的特征，主要分布于東部。工業(yè)礦體產(chǎn)于灰色殘留體的東部邊界附近，整體呈近南北向展布，與灰色殘留體展布方向基本一致，嚴(yán)格受古層間氧化帶前鋒線（灰色殘留體邊界）控制，如圖3所示。

圖3 阿不亥鈾礦床礦體平面示意圖

3.2 剖面形態(tài)特征

阿不亥鈾礦床鈾礦體主要產(chǎn)于直羅組下段下亞段（J2z1-1）辮狀河砂體中，垂直部分是從古氧化綠色和灰色的砂巖中產(chǎn)生的。且多產(chǎn)于古層間氧化帶下翼，呈板狀、多層板狀，局部呈卷狀，受綠色古層間氧化帶前鋒線控制，如圖4所示。礦體產(chǎn)狀與目的層砂體的產(chǎn)狀一致，呈近水平產(chǎn)出，與頂、底板的產(chǎn)狀基本一致。

圖4 阿不亥鈾礦床A0號勘探線地質(zhì)剖面圖

3.3 主要礦石特征

通過電子探針、放射性照相分析表明，阿不亥鈾礦床礦石中鈾存在吸附和獨立礦物2種形式。鈾礦石主要成分是鈾，黃鐵礦、有機(jī)物和鈦鐵礦等都附著在鈾礦物質(zhì)中，如圖5所示。

圖5 鈾石及其能譜照片

4 控礦因素分析

阿不亥鈾礦床的形成受構(gòu)造、砂體非均質(zhì)性、古層間氧化帶、巖石地球化學(xué)環(huán)境、還原介質(zhì)等5個主要因素控制[3]。

4.1 構(gòu)造對鈾礦化的控制

構(gòu)造因素從本質(zhì)上決定了層間氧化帶砂巖型鈾礦床的形成。

阿不亥鈾礦床所處的伊陜單斜區(qū)長期表現(xiàn)為北高、南低的單斜構(gòu)造輪廓。延安未期的上隆構(gòu)造導(dǎo)致了由于出現(xiàn)了陸蝕面，所以直羅組由于穩(wěn)定升高而產(chǎn)生了沉淀，并且基本繼承了延安組沉積時構(gòu)造運動的方向和性質(zhì)，具有西北向東南傾斜、地勢較為平坦的古地貌特征，有利于直羅組河流相砂體的穩(wěn)定發(fā)育和展布。

新構(gòu)造運動使盆地周邊的河套和銀川凹陷形成并改變，盆地內(nèi)部繼續(xù)西斜，東部地區(qū)位于地層和地形的高處，由于不斷有含鈾水流過，所以原來就沉淀的砂巖鈾礦就更加劇了沉淀，這也說明了阿不亥鈾礦床礦體位于灰色殘留體的東部與構(gòu)造的關(guān)系非常密切。

4.2 砂體非均質(zhì)性對鈾礦化的控制

砂體非均質(zhì)性是鈾成礦的關(guān)鍵因素之一，砂體平面上非均質(zhì)性主要表現(xiàn)在3個方面：首先是含砂量和厚度的變化，再有是走向和狀態(tài)，還有砂體成分和成因的變化。由于骨架砂體的形態(tài)和相變等因素造成了古層間氧化帶受到了發(fā)育影響。通過對砂體形成的分析，砂體形成很多岔道是由河道改變所造成的[4-5]。

砂體沉積的變化可以體現(xiàn)出砂體垂向的非均質(zhì)性。流體的移動能力表現(xiàn)在垂直角度上沉積物的組合特點，然后形成鈾礦。阿不亥鈾礦的礦床位置處于下段的直羅組，所以頂板泥漿比較厚，處于泥巖層突變位置。原因有2點：其一是由于有穩(wěn)定積累的泥漿，所以直羅組的下亞點頂板把氣體屏蔽掉；其二是目的泥巖的突然變化造成了鈾礦的流體運動速度變化。

4.3 古層間氧化帶對鈾礦化形成的控制

阿不亥鈾礦床鈾礦化受直羅組下段下亞段辮狀河砂體中發(fā)育的灰綠色蝕變帶控制。平面上，鈾礦體主要產(chǎn)于灰色殘留體東部的氧化—還原過渡帶中，完全氧化中沒有發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體，鈾礦體的產(chǎn)出嚴(yán)格受灰色殘留體邊界的控制。

4.4 地球化學(xué)環(huán)境對鈾礦化的控制

在古層間氧化帶漫長的演化過程中，河沙中的黃氧化鐵和碳化植物位于直羅組下亞段的河沙中，還有黑云母等礦物都發(fā)生了變化，簧鐵礦由于氧化作用形成四氧化二硫，造成了氧化帶呈現(xiàn)酸性土壤，因此鈾礦便于流動，黑云母也演變成水黑云母或者白云母，而且形成氧化鉀，砂巖的溶液產(chǎn)生反應(yīng)成三氧化二鈣。

4.5 還原介質(zhì)對鈾礦化的控制

通過對阿不亥鈾礦床礦石、非礦化段灰色砂巖及綠色砂巖地球化學(xué)環(huán)境指標(biāo)對比，礦石中有機(jī)炭質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%～1.23%，平均為0.33%；低價硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%～0.42%，平均為0.28%。非礦石灰色砂巖中有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%～0.62%，平均為0.14%；低價硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%～0.17%，平均為0.14%。綠色砂巖中有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%～0.33%，平均為0.08%；低價硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%～0.11%，平均為0.07%，如表1所示。統(tǒng)計分析結(jié)果表明，礦石的有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和低價硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯高于非礦石灰色砂巖和綠色砂巖中有機(jī)炭和低價硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，說明鈾的富集與還原介質(zhì)關(guān)系密切。

表1 阿不亥鈾礦床巖石中有機(jī)碳、低價硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)統(tǒng)計表

5 結(jié)論

阿不亥砂巖型鈾礦床與鄂爾多斯盆地北東部其他鈾礦床存在本質(zhì)的區(qū)別，礦床的形成受“灰色殘留體”的控制，過渡帶分布于灰色殘留體四周，工業(yè)礦體僅發(fā)育于灰色殘留體東側(cè)迎水面的過渡帶中，礦床的規(guī)模相對較小。通過分析研究，總結(jié)了構(gòu)造、砂體非均質(zhì)性、古層間氧化帶、地球化學(xué)環(huán)境及還原介質(zhì)等因素對礦床鈾礦化的控制，希望能對鄂爾多斯盆地北東部針對“灰色殘留體”的砂巖型鈾礦找礦工作起到參考作用。